Универсальный токарный станок: устройство, характеристика, как выбрать

1. Назначение и описание
2. Разновидности
3. Как устроен токарный станок, из чего он состоит
4. Схема токарного станка со всеми основными устройствами
5. Что делает токарный станок, как он работает
6. Управление токарным станком: как включить устройство и начать работу
7. Как установить и настроить токарный станок
8. Как выбрать токарный станок по металлу и разобрать маркировку

Точение – один из наиболее популярных и востребованных способов металлообработки. В данной статье мы расскажем про устройство универсального токарного станка по металлу, что это за оборудование, какие у него технические характеристики, как выбрать и установить подходящий и провести на нём обработку, а также о его видах.

Назначение и описание

Фактически любое предприятие, работающее со сталью, имеет в цеху агрегат, способный вытачивать из заготовки цилиндрической формы нужные элементы, например, валы.

Сама конструкция применяется не только для работы с металлическими изделиями, но и с другими материалами. Первые прародители установок были созданы еще в 7 веке до нашей эры. Они использовались преимущественно для дерева или кости и имели примитивный механизм обрабатывания: деревянная станина, не самые прочные зажимы и ручной привод. Однако суть операции осталась прежней.

И только в начале восемнадцатого столетия появились первые модели, которые предназначались для работы на цехах с металлическими заготовками.

Сейчас современные аппараты имеют электрический привод, крепкое основание, прочный инструмент из инструментальной стали. Некоторые машины оснащены числовым программным обеспечением, то есть имеют высокую степень автоматизации.

Суть операции по металлообработке заключается в следующем. С двух сторон необработанный материал зажимается специальными фиксаторами. Шпиндели начинают вращение, вместе с ними, соответственно, приходит в движение и сама заготовка. Затем начинает двигаться инструмент. Он имеет несколько осей – направляющих, в зависимости от модификации оборудования. Посмотрим, как выглядит токарный станок на изображении:

Затем используются различные инструменты. Резец снимает верхний слой с поверхности, производя основную операцию – точение. Универсальные аппараты также дополнительно обладают способностью делать отверстия, наносить резьбу.

Рассмотрим, какое назначение имеет данный агрегат. Он выполняет следующие функции:

• ● выработка винторезных метчиков и плашек – можно сделать из прутка полноценный болт, саморез;
• ● создание конуса – полного или усеченного, сплошного или полого;
• ● развертка отверстий – глухих или сплошных, их последующее шлифование, различная обработка;
• ● обрезка краев, торцевых частей;
• ● разрезка одного элемента на два и более.

Универсальные агрегаты имеют максимальный набор функций. Однако классическая старая модель может выполнять немногие задачи. Основной является снятие верхнего слоя металла с цилиндрической заготовки.

Как стать профессионалом в металлообработке

Обучение токарному делу, как, например, в профессии врача, длится целую жизнь, кроме существенного объема теоретической информации, книг и практических навыков которые предстоит освоит стоит есть постоянно обновляющийся парк техники, требующий изучения, токарные станки развиваются. Также увеличивается номенклатура обрабатываемых материалов, появляются новые композитные и полимерные материалы с неизученными свойствами.

Скачать учебное пособие по токарному делу

Помочь в овладении профессии могут уроки по токарному делу и обработке металлов от более опытных коллег и преподавателей. Сейчас в интернете стала доступна библиотека технической литературы по обработке металлов: справочники, пособия токаря и учебники. Дополнительное образование требует времени, которого постоянно не хватает, и денег, которые тоже не будут лишними, но эти затраты с лихвой окупятся в будущем.

Виды токарных станков

Классификация изделий проходит по нескольким основаниям. Основные особенности и характеристики можно понять из маркировки. Рассмотрим, какие критерии являются основополагающими при выборе.

Класс точности работы токарного станка

Здесь все предельно просто. Чем лучше заточены инструменты, выверен чертеж, тем точнее будет результат. Но между ручным и автоматизированным процессом есть ощутимая разница. Оборудование, оснащенное ЧПУ, имеет большое преимущество перед трудом вручную. Особенно это касается мелких деталей.

Буква, поставленная в маркировке, характеризует класс точности. Приведем их в порядке возрастания от нормального до особо высокого в этой таблице:

Масса

Любое оборудование для металлообработки имеет значительный вес. В большинстве случаев требуется дополнительное укрепление полов, например, заливка бетонного основания. Обычно такие тяжелые конструкции помещаются на первом этаже.

От того, к какому классу относится агрегат, зависит то, что можно сделать на токарном станке, то есть – с чем работать. Небольшие установки хорошо справятся с мелкими деталями. Но если стоит вопрос об обработке в целях машиностроения, то зачастую его недостаточно. Посмотрим в небольшой таблице, какие разновидности различают:

Степень автоматизации

Чем более автоматизированно работает машина, тем меньше физического труда должен применять сотрудник. Токарь испытывает меньше воздействия на свое здоровье на производстве, поскольку не обязан постоянно испытывать усталость, а также влияние высокого уровня шума.

Второе достоинство автоматов – ускорение всех процессов, повышение производительности. Особенно это касается серийного производства, когда все изготовление поставлено на конвейер.

Третье преимущество – уменьшение количества ошибок и увеличение точности. Обычно любые погрешности и дефекты – следствие ошибочных действий токаря. Отсутствие издержек на дефективные заготовки поможет существенно сэкономить. Рассмотрим, как работать на токарном станке по металлу, в зависимости от степени автоматизации:

• ● С ручным управлением. Привод двух основных движений (вращение и подача) механизирован. Но перемещение инструмента, установка заготовки, фиксация, снятие стружки, подача смазки – все это нужно делать вручную.
• ● Полуавтомат. Все перечисленные выше процедуры управляются компьютером. Исключением является постановка и снятие детали.
• ● Автомат. Самые прогрессивные модели, в основном они оснащены пультом ЧПУ. Оператор исключительно контролирует самостоятельную работу машины.

Широкий выбор автоматических установок представлен в интернет-магазине «Сармат». Их применение будет экономически выгодно не только на крупных заводах, но и на небольших мелкосерийных производствах.

Гибкость системы

Есть классические машины, а есть ГПУ, то есть гибкий производственный модуль. Второй отличается тем, что на нем можно быстро и просто перенастраивать назначение работы. То есть переходить с одного цикла на другой. Это выгодно, когда на производстве находится целая серия изделий с разным типоразмером.

Специальное назначение в обработке металла

Есть ряд машин, которые обладают уникальными возможностями. Они используются исключительно для одной операции, но выполняют ее максимально качественно и точно.

Универсальность

То, что можно делать на разных видах токарных станков, зависит от многозадачности. Универсальные аппараты имеют множество инструментов, а также обладают возможностью перемещения суппорта во многих направлениях. Классические агрегаты обладают только двумя осями движения, в то время как есть до 6 направлений.

Практически все изделия с ЧПУ дают возможность выполнять много задач, в том числе винторезные, все они представлены выше.

Старые модели обычно не оснащены пультом управления и имеют узкую направленность. Модернизация на производстве часто включает замену устаревших конструкций на более универсальные. Это позволяет не только ускорить производственный процесс, но и сократить трудозатраты, в некотором случае – рабочие места, так как теперь с новыми аппаратами множество действий за то же время может выполнить один оператор.

Типичные параметры инструмента

Параметры и технические возможности станков для домашнего использования во многом ограничены компактными размерами и низкой стоимостью инструмента. Так, средняя цена компактного устройства составляет несколько десятков тысяч рублей, для приобретения промышленного образца потребуется минимум несколько сотен тысяч рублей.

Основными характеристиками токарных станков для металлообработки являются:

• диаметр заготовки. Максимальное значение для компактных моделей достигает примерно 140 мм;

• длина заготовки. Обычно не превышает 250 мм;
• высота крепления резцов. Параметр определяет диапазон, в котором возможно перемещение режущей части инструмента;
• максимальная частота вращения шпинделя. От этой характеристики зависит время, которое потребуется для обработки одной детали. Чем выше скорость вращения заготовки, тем быстрее можно справиться с работой. Типичное значение для домашнего инструмента варьируется в пределах 2000-3000 об/мин;
• количество скоростей. Различные виды материалов, типы и формы поверхности требуют определенной интенсивности обработки. Если шлифовать или резать деталь с большей, чем это предусмотрено технологией работ, скоростью, металл перегреется и в результате деформируется или станет менее прочным. Таким образом, чем больше количество скоростей у конкретной модели станка, тем выше число возможных вариантов обработки материала. Некоторые устройства допускают плавную, а не ступенчатую регулировку вращения.

Как устроен токарный станок, из чего он состоит

Конструкция всех установок включает в себя следующие узлы:

• ● Станина. Это металлическое основание, которое держит на себе весь вес остальных элементов, а также обрабатываемую деталь. Также к ней крепятся все остальные части.
• ● Фартук. Отвечает за преобразование энергии в движение.
• ● Бабки. Их две – одна просто отвечает за фиксацию, другая включает в себя двигатель и шпиндель, который удерживает и одновременно вращает заготовку.
• ● Суппорт. Он отвечает за инструмент – его перемещение и фиксирование.
• ● Коробка подач и прочие элементы, позволяющие изменять скорость и направление движения подвижных узлов.
• ● Числовой пульт управления, который, в свою очередь, включает дисплей, шкаф с кнопками и саму программу.

Это основные части, но есть и дополнительные системы, например, подача смазывающей и охлаждающей жидкости или отвод стружек.

Общее устройство оборудования

Практически все токарные станки базируются на металлической платформе – станине, где размещаются функциональные элементы и вспомогательные приспособления. Сразу надо разделить весь сегмент данного оборудования на напольные и настольные агрегаты. Соответственно, первые устанавливаются на полу и фиксируются винтами к фундаментной базе, а вторые имеют небольшие размеры и могут крепиться к верстакам подходящего размера. В некоторых исполнениях настольные токарные станки для дома допускают опциональную возможность установки металлических ног с целью удлинения станины. Данный подход применяется в случаях обработки заготовок нестандартной формы.

Также в типовую конструкцию входит передняя бабка, в которой размещается силовая механика. В этой части находится шпиндель, коробки скоростей и передач, механизмы трансляции крутящего момента и т.д. Для преобразования возвратного движения в поступательное предусматривается специальный фартук, а усилие режущим органам для их передвижения передает суппорт. Функциональный набор режущих, сверлильных и шлифовальных средств зависит от конкретного исполнения станка.

Схема токарного станка со всеми основными устройствами

После словесного описания давайте посмотрим на реальный чертеж изделия:

На изображении мы видим универсальный прибор, который оснащен возможностью не только выполнять точение, но и нарезать резьбу.

Вот еще одна схематическая фотография реального агрегата:

На ней мы видим помимо основных и второстепенные составляющие:

• ● Передняя и задняя тумбы. Это элемент станины, который несет на себе основную нагрузку. При конструировании учитывается также пощадь поверхности. Вторая их задача – обеспечение достаточной высоты для комфортной работы токаря.
• ● На фартуке расположено колесо и рукоятка для перемещения продольных и поперечных салазок.
• ● На задней бабке расположены также винты для фиксации.
• ● Посередине мы видим подвижный блок, который оснащен ручкой крепления резцедержателя и затяжной головкой – здесь устанавливается инструмент.

Что делает токарный станок, как он работает

Принцип работы оборудования довольно прост. Электродвигатель генерирует подачу энергии, которая в коробке скоростей превращается в силу движения – вращение передается на шпиндель или планшайбу. Эти элементы заставляют вращаться заготовку.

Одновременно с этим начинает двигаться суппорт. Вне зависимости от уровня автоматизации, существуют горизонтальные и вертикальные аппараты. Это влияет на то, какая ось передвижения инструмента является основной.

Таким образом, движения только два – вращение и подача. Оператор направляет суппорт в нужное место. Режущая часть снимает верхний слой с металлической поверхности, образуется стружка.

Особенности эксплуатационного процесса

Рабочий процесс состоит из нескольких этапов, главными среди которых является настройка станка и установка заготовки. Что касается настройки, то она выполняется ручным или автоматическим способом – опять же, зависит от способа управления конкретной моделью. Для крепления заготовки обычный токарный станок для дома имеет специальную зажимную оснастку с направляющими приспособлениями. Для надежности захвата деревянных элементов часто используются зубчатые устройства или планшайбы с отверстиями. Далее остается лишь настроить параметры обработки со скоростью вращения и запустить агрегат в работу.

Управление токарным станком: как включить устройство и начать работу

Сперва необходимо установить заготовку в двух шпинделях и проверить надежность крепления. Если на большой скорости один из держателей вылетит из своего места, возможны тяжелые последствия, как для аппаратуры, так и для инженера. Второй этап – выбор и установка инструмента. При классических задачах используются резцы, иногда могут понадобится сверла или метчики (при сверлении отверстий и нанесении внутренней резьбы). В оборудовании, оснащенном ЧПУ обе эти операции часто выполняются автоматически. На полуавтоматах это делает оператор.

Дальнейшие действия могут быть различными в зависимости от типа машины.

На автомате:

• ● Разработать проект, ввести данные в систему управления.
• ● Включить токарный станок.
• ● Следить за правильным исполнением процедуры.

Для ручного производства:

• ● Произвести включение двигателя.
• ● С помощью коробки скоростей выбрать оптимальное число вращений в секунду.
• ● Ручками и колесом управлять за передвижением суппорта, срезая нужный размер верхнего слоя.

Также на разных этапах должен проводиться контрольный замер. Затем можно произвести шлифовку.

Про обработку метала и металлорежущий станок

С задачей и следующей за ней проблемой обработки металлов сталкивается любой, кто хоть что-нибудь пытается сделать своими руками. Задачи металлообработки актуальны как для домашних мастеров и небольших мастерских, так и для крупных машиностроительных заводов. Правда решения этих задач у них разная и важнейшую роль в этом решении играют металлорежущие станки.

Любой инструмент, станок, приспособление предназначенное для изменения формы, размера, параметров металлической детали относится к классу металлообрабатывающих машин. Металлорежущие станки обрабатывают металл резкой, и это отличается от шлифования, сверления, полировки, гибки, рубке, пиления металлов.

Металлорежущий станок это металлообрабатывающая машина, при помощи которой технологией резки металла возможно создать металлическую деталь нужной формы, размера. Деталь будет иметь заданные параметры точности и качества обработанной поверхности.

Как установить и настроить токарный станок

Сперва необходимо выбрать подходящее место. Это должен быть первый этаж (либо следует заблаговременно использовать укрепленные потолочные перекрытия). Пол может быть земляным или бетонным. Само помещение должно иметь:

• ● хорошую вентиляцию;
• ● яркое освещение;
• ● меры по пожарной безопасности.

При работе с крупногабаритными элементами следует оснастить рабочее место подъемным механизмом, а также подъездной дорожкой – часто устанавливают рельсы. Для небольших деталей необходимо оборудовать отдельную тумбу для их размещения. Также понадобится зона для инструментов.

Толщина и тип фундамента зависит от массы оборудования. Основание может быть местным (заливка небольшого бетонного слоя непосредственно под станину) или общим, когда требуются стяжки и болты.

Настройка агрегата должна проводиться специалистами. Без уверенности в работоспособности и безопасности изделия включение не рекомендуется. не только занимается реализацией профессионального оборудования для металлообработки, но и производит настройку всех важных систем.

На данном изображении показана установка аппарата на бетонном полу:

Как выбрать токарный станок по металлу и разобрать маркировку

При покупке необходимо отталкиваться от:

• ● Потребностей производства. Для мелкосерийной и эксклюзивной работы нужны универсальные устройства, которые можно перепрограммировать.
• ● Типа завода. В зависимости от размера обрабатываемых деталей (машиностроение или создание мелких элементов) потребуется разный вид машин по массе.
• ● Помещения цеха. Иногда удобнее установить вертикальные агрегаты вместо горизонтальных – они занимают меньше места, но подходят не для любых заготовок.
• ● Стоимости. Чем выше класс точности и больше функций, тем дороже стоит устройство. Мы не рекомендуем брать бывшие в употреблении аппараты, так как они могут быть просто испорчены неправильным обращением. А ремонт обойдется дороже, чем покупка нового.

Уделяйте внимание маркировке. На ней представлена вся необходимая информация и особенные технические характеристики.

Широкий ассортимент продукции представлен в каталоге интернет-магазина «Сармат». Компания занимается реализацией металлообрабатывающей техники с числовым пультом управления. Здесь можно купить оборудование разного ценового сегмента с высокой точностью.

В статье мы постарались разобрать все об универсальных токарных станках и о том, как на нем нарезать резьбу, производить обработку металла, делать отверстия. При работе придерживайтесь техники безопасности.

Дополнительные критерии выбора

Изучив каталог продавца, можно отметить для себя несколько моделей со сходными характеристиками и функционалом. Сделать окончательный выбор помогают следующие критерии:

• производитель. Основную массу представленных в российских магазинах токарных станков составляет отечественный инструмент, а также устройства, произведенные на территории Европы и Китая. Продукция европейских фирм отличается максимальным качеством и надежностью, но стоит дорого. Российские и китайские станки представляют собой разумный компромисс между ценой и возможностями. Они вполне надежны и подойдут для решения многих типичных задач;
• гарантийное и сервисное обслуживание. Даже самый надежный инструмент иногда ломается. Достаточно большое и тяжелое устройство нелегко переслать по почте в другой город или страну. Также следует обратить внимание на доступность и стоимость комплектующих;
• дополнительные опции. Некоторые модели станков оснащены приспособлениями, напрямую не влияющими на функционал устройства, но заметно облегчающими обработку деталей. К числу таких опций относится подсветка рабочей области;
• надежность работы. В отдельных случаях выдающиеся технические характеристики не соответствуют реальной работе устройства. Если продавец предлагает лично опробовать станок в деле и тем самым продемонстрировать все возможности модели, нужно воспользоваться такой возможностью. Инструмент должен стабильно работать во всех режимах. При этом не должны возникать посторонние вибрации и шумы.

Токарный станок — незаменимый инструмент для домашней мастерской. Инструменты, предназначенные для бытового использования, дешевы и отличаются компактными размерами, но при этом достаточно функциональны. Они позволяют проводить те же операции с металлическими деталями вращения, что и их промышленные аналоги.